package com.xiongtian.linkedlist;

import java.util.Stack;

/**
 * @author xiongtian
 * @version 1.0
 * @date 2021/2/19 17:12
 */
public class SingleLinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 进行测试
        // 先创建节点
        HeroNode heroNode1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode heroNode2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode heroNode3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode heroNode4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");
        HeroNode heroNode5 = new HeroNode(4, "林冲2", "豹子头2");


        HeroNode heroNode6 = new HeroNode(5, "林冲5", "豹子头2");
        HeroNode heroNode7 = new HeroNode(7, "林冲7", "豹子头2");
        HeroNode heroNode8 = new HeroNode(12, "林冲12", "豹子头2");

        HeroNode heroNode9 = new HeroNode(6, "林冲6", "豹子头2");
        HeroNode heroNode10 = new HeroNode(8, "林冲8", "豹子头2");
        HeroNode heroNode11 = new HeroNode(10, "林冲10", "豹子头2");

        SingleLinkedList linkedList = new SingleLinkedList();
        SingleLinkedList linkedList1 = new SingleLinkedList();
        SingleLinkedList linkedList2 = new SingleLinkedList();
        linkedList1.addByOrder(heroNode6);
        linkedList1.addByOrder(heroNode7);
        linkedList1.addByOrder(heroNode8);

        linkedList2.addByOrder(heroNode9);
        linkedList2.addByOrder(heroNode10);
        linkedList2.addByOrder(heroNode11);

        /*linkedList.add(heroNode1);
        linkedList.add(heroNode2);
        linkedList.add(heroNode3);
        linkedList.add(heroNode4);*/
       /* linkedList.add2(heroNode1);
        linkedList.add2(heroNode4);
        linkedList.add2(heroNode2);
        linkedList.add2(heroNode3);
        linkedList.add2(heroNode3);*/

        linkedList.addByOrder(heroNode4);
        linkedList.addByOrder(heroNode3);
        linkedList.addByOrder(heroNode2);
        linkedList.addByOrder(heroNode1);
        linkedList.addByOrder(heroNode4);

        linkedList.list();
        // 测试修改节点的方法
        System.out.println("测试修改节点的方法:");
        //HeroNode heroNode6 = new HeroNode(2, "小卢", "小麒麟");
        //linkedList.update(heroNode6);
        linkedList.list();
        System.out.println("测试删除节点的方法:");
        linkedList.del(4);
        linkedList.list();
        // 测试一下单链表中有效节点的个数
        System.out.println(getLength(linkedList.getHead()));
        // 测试一下是否拿到倒数第K个元素
        System.out.println(findLastIndexNode(linkedList.getHead(), 4));

        // 测试一下翻转链表（自己的实现方式）
        reverseLinkedList(linkedList.getHead());
        linkedList.list();
        System.out.println("测试逆序打印单链表，没有改变链表的结构 >>>>>>>>>>>>>>>>>");

        reversePrint(linkedList.getHead());
        System.out.println("测试合并有序链表：");

        HeroNode heroNode = mergeList(linkedList1.getHead().next, linkedList2.getHead().next);
        while (heroNode != null) {
            System.out.println(heroNode.no + ":" + heroNode.name);
            heroNode = heroNode.next;
        }


    }

    // 方法：获取到单链表的节点的个数(如果是带头节点的链表，需要不统计头结点)

    /**
     * @param head 链表的头结点
     * @return 返回的就是有效节点的个数
     */
    public static int getLength(HeroNode head) {

        if (head.next == null) { // 空链表
            return 0;
        }
        int len = 0;
        // 定义一个辅助变量，这里我们没有统计头节点
        HeroNode cur = head.next;
        while (cur != null) {
            len++;
            cur = cur.next; //遍历
        }
        return len;
    }

    // 查找单链表中的倒数第k个节点【新浪面试题】
    /*思路
     1.编写一个方法，接受head节点，同时接受一个index
     2.index 表示是倒数第index个节点
     3.先把链表从头到尾遍历，得到链表的总的长度getLength
     4.得到size后，我们从链表的第一个开始遍历(size - index) 个，就可以得到了
     5.如果找到了，则返回该节点，否则返回null
     */
    public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {
        // 判断如果链表为空，返回null
        if (head.next == null) {
            return null;// 没有找到
        }
        // 第一个遍历得到链表的长度（节点个数）
        int size = getLength(head);
        // 第二次遍历 size - index位置，就是我们倒数第K个节点的位置
        // 先做一个index的校验
        if (index <= 0 || index > size) {
            return null;
        }
        // 定义一个辅助变量,for 循环定位到倒数的index
        HeroNode cur = head.next;
        for (int i = 0; i < size - index; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        return cur;
    }


    // 单链表的反转【腾讯面试题】
    /*
     * 思路：
     * 1. 先定义一个节点revereseHead = new HeroNode();
     * 2. 从头到尾遍历原来的链表，每遍历一个节点，就将其取出，并放在新的链表reversehead的最前端
     * 3. 原理的链表的head.next = reverseHead.next;
     * */
    public static void reverseList(HeroNode head) {
        // 如果当前链表为空，或者只有一个节点，无需反转，直接返回
        if (head.next == null || head.next.next == null) {
            return;
        }
        // 定义一个辅助指针（变量），帮助我们遍历原来的链表
        HeroNode cur = head.next;
        HeroNode next = null; // 指向当前节点【cur】的下一个节点
        HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", "");
        // 遍历原来的链表并完成工作
        while (cur != null) {
            next = cur.next; // 先暂时保存当前节点的下一个节点
            cur.next = reverseHead.next; // 将cur的下一个节点指向新链表的最前端
            reverseHead.next = cur; // 将cur连接到新的链表上
            cur = next;//让cur后移
        }
        // 将head.next 指向 reverseHead.next，实现单链表的反转
        head.next = reverseHead.next;
    }

    /*
    自己写的（测试已通过）
    * */
    public static void reverseLinkedList(HeroNode head) {
        if (head.next == null) {
            return;
        }
        HeroNode reverseNode = new HeroNode();
        while (head.next != null) {
            HeroNode temp = head.next;
            head.next = head.next.next;
            addHead(reverseNode, temp);

        }
        head.next = reverseNode.next;
    }

    /**
     * 头插法
     *
     * @param head
     */
    public static void addHead(HeroNode head, HeroNode newNode) {
        newNode.next = head.next;
        head.next = newNode;
    }
    // 从尾到头打印单链表【百度  要求方式1. 反向遍历  方式2. Stack栈】

    /**
     * 思路：
     * 1.上面的题要求就是逆序打印单链表
     * 2. 方式 1：先将单链表进行反转操作，然后再遍历即可，这样做的问题是会破坏原来的单链表的结构，不建议
     * 3. 方式 2： 可以利用栈这个数据结构，将各个节点压入到栈中，然后利用栈的先进后出的特点，就实现了逆序打印的效果
     */
    public static void reversePrint(HeroNode head) {
        if (head.next == null) {
            return;// 空链表无法打印
        }
        // 创建一个栈将各个节点压入栈中
        Stack<HeroNode> stack = new Stack<>();
        HeroNode cur = head.next;
        // 将链表的所有节点压入栈中
        while (cur != null) {
            stack.push(cur);
            cur = cur.next;
        }
        // 将栈中的节点进行打印，pop出栈
        while (stack.size() > 0) {
            System.out.println(stack.pop()); //先进后出
        }
    }
    // 合并两个有序的单链表，合并之后的链表依然有序[课后练习]

    /**
     * 递归的方式
     * @param head1
     * @param head2
     * @return
     */
    public static HeroNode mergeList(HeroNode head1, HeroNode head2) {
        if (head1 == null) {
            return head2;
        } else if (head2 == null) {
            return head1;
        } else if (head1.no < head2.no) {
            head1.next = mergeList(head1.next, head2);
            return head1;
        } else {
            head2.next = mergeList(head1, head2.next);
            return head2;
        }
    }

    /**
     * 非递归的方式
     * @param head1
     * @param head2
     * @return
     */
    public static HeroNode mergeList2(HeroNode head1, HeroNode head2) {
        HeroNode newHeadNode = new HeroNode(0, "", "");
        HeroNode cur = newHeadNode;
        boolean flag = true; //标志是否是第一次添加
        while (head1 != null || head2 != null) {
            if (head1 == null) {
                cur.next = head2;
                break;
            } else if (head2 == null) {
                cur.next = head1;
                break;
            } else if (head1.no < head2.no) {
                cur.next = head1;
                head1 = head1.next;
            } else {
                cur.next = head2;
                head2 = head2.next;
            }
            if (flag) {
                newHeadNode = cur;
                flag = false;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return newHeadNode;
    }

}

// 定义SingleLinkedList 来管理我们的英雄
class SingleLinkedList {

    // 初始化一个头节点，头节点先不要动，不存放具体的数据
    private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

    public HeroNode getHead() {
        return head;
    }

    // 添加节点到单向链表
    // 思路当不考虑编号的顺序时，找到当前链表的最后节点，将最后这个节点的next域 执行新的节点即可
    public void add(HeroNode node) {
        // 因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助节点
        HeroNode temp = head;
        // 遍历链表
        while (true) {
            // 找到链表的最后
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            // 如果没有找到最后，就将temp后移
            temp = temp.next;
        }
        // 当退出while循环时 temp指向的就是链表的最后
        temp.next = node;
    }

    // 第二种方式在添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置
    // （如果有这个排名，则添加失败，并给出提示）
    public void addByOrder(HeroNode node) {
        // 因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助节点，来帮助找到添加的位置
        // 因为是单链表，因此我们找的temp是位于添加位置的前一个节点，否则插入不了
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false; // 标志添加的编号是否存在，默认为false
        while (true) {
            if (temp.next == null) {// 说明temp已经在链表的最后
                break;
            }
            if (temp.next.no > node.no) { // 位置找到了
                break;
            } else if (temp.next.no == node.no) { // 说明希望添加的heroNode的编号已然存在
                flag = true;// 说明编号已存在
                break;
            }
            temp = temp.next; // 后移
        }
        // 判断flag的值
        if (flag) { // 不能添加，说明编号已存在
            System.out.printf("准备插入的英雄的编号：%d ,姓名：%s 已经存在了，不能加入。\n", node.no, node.name);
        } else {
            // 插入到链表中，temp的后面
            // 进行添加操作
            node.next = temp.next;
            temp.next = node;
        }
    }

    // 自己写的有问题需要总结改善
    public void add2(HeroNode node) {
        HeroNode temp = head;
        while (true) {
            if (temp.next == null) {
                node.next = temp.next;
                temp.next = node;
                break;
            }
            if (temp.next.no >= node.no) {
                if (temp.next.no == node.no) {
                    System.out.println("该节点已存在！");
                    break;
                }
                node.next = temp.next;
                temp.next = node;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        System.out.println("跳出循环！");
        return;
    }

    // 修改节点的信息，根据no编号来修改，即no编号不能修改
    // 说明
    // 1. 根据 newHeroNode 的 no 来修改即可
    public void update(HeroNode newHeroNode) {
        // 1. 判断时候为空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空！");
            return;
        }
        // 找到需要修改的节点，根据no编号查找
        // 定义一个辅助变量
        HeroNode temp = head.next;
        boolean flag = false; // 表示是否找到该节点
        while (true) {
            if (temp == null) {
                break; // 表示链表已经遍历完
            }
            if (temp.no == newHeroNode.no) {
                // 找到
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        // 根据flag判断是否找到要修改的节点
        if (flag) {
            temp.name = newHeroNode.name;
            temp.nickName = newHeroNode.nickName;
        } else { // 没有找到
            System.out.printf("没有找到 编号 %d 的节点，不能修改 \n", newHeroNode.no);
        }
    }

    // 删除节点的代码
    // 思路
    // 1. head节点不能动，因此我们需要一个temp辅助节点找到待删除节点的前一个节点
    // 2. 说明：在比较时，是temp.next.no和需要删除节点的no比较
    public void del(int no) {
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false; // 标志是否找到待删除节点
        while (true) {
            if (temp.next == null) { // 已经到链表的最后
                break;
            }
            if (temp.next.no == no) {
                // 找到了待删除节点的前一个节点
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;//后移
        }
        if (flag) { // 找到
            // 可以删除
            temp.next = temp.next.next;

        } else {
            System.out.printf("要删除的节点不存在！%d \n", no);
        }

    }

    // 显示链表【遍历】
    public void list() {
        // 判断链表是否为空
        if (null == head.next) {
            System.out.println("链表为空！");
            return;
        }
        // 因为头节点不能动，因此需要一个辅助变量来遍历
        HeroNode temp = head.next;
        while (true) {
            // 判断链表是不是到了最后
            if (temp == null) {
                break;
            }
            // 打印节点信息
            System.out.println(temp.toString());
            // 将temp后移
            temp = temp.next;
        }
    }
}

// 定义一个heroNode，每个HeroNode 对象就是一个节点
class HeroNode {
    public int no;
    public String name;
    public String nickName;

    public HeroNode next; // 指向下一个节点

    public HeroNode() {
    }

    // 构造器
    public HeroNode(int no, String name, String nickName) {
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickName = nickName;
    }

    // 为了显示方便重写同String方法
    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", nickName='" + nickName + '\'' +
                '}';
    }
}